张玮玮，郭丽芳，陆慧丽

(北京科技大学 自然科学基础实验中心，北京 海淀区 100083)

锰是一种重要的工业原料，90%以上的锰用于炼钢，因此有“无锰不成钢”之说[1-2]。在我国主要以菱锰矿为原材料生产金属锰，经济飞速发展，对于钢铁的需求量越来越大，锰的消耗量也在逐年增加，经过多年开采，优质锰矿资源稀少，因此要提高杂质较多的锰矿资源的利用率[3-5]。我国高氯菱锰矿的分布范围较广，但是在电解锰的工艺中，由于大量氯元素的存在会导致阳极板的腐蚀甚至断裂，从而导致整个生产过程遭受巨大损失，除此之外，生产过程中产生的氯气会污染环境，危害人类健康，因此，锰矿脱氯研究对于锰矿资源的有效利用具有重要意义[6-8]。将锰矿脱氯研究科研成果转化成实验内容并应用于无机实验教学中，不仅开阔学生的视野，同时也提高了学生的实际操作能力。

1 锰矿组成及结构分析

对菱锰矿采用X射线荧光光谱(XRF)分析得出锰矿的化学成分结果如表1所示。

表1 菱锰矿XRF分析结果 wt%

从表1可以看出，锰矿的化学成分复杂，氯元素含量高达1.91%。远远超出电解锰行业对氯含量的要求[5]。

将锰矿在105℃下烘干，进行X射线衍射光谱(XRD)分析，如图1所示，可以看出氯元素主要以Mn2(OH)3Cl和Mn2ClPO4为主，从电解锰的生产工艺来看，在浸矿工序中，锰矿中的含氯化合物会与H2SO4反应，产生Cl-，从而影响整个生产过程。

图1 锰矿XRD谱图

2 实验原理

以水为浸提液对锰矿进行浸取，同时加入Na2CO3溶液，在一定的反应温度和反应时间下进行反应。……